一种面向工程设计的柴油机燃烧系统优化设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向工程设计的柴油机燃烧系统优化设计方法，包括：一维热力学仿真分析

【技术实现步骤摘要】
一种面向工程设计的柴油机燃烧系统优化设计方法


[0001]本专利技术涉及机械优化设计
，涉及一种面向工程设计的柴油机燃烧系统优化设计方法，尤其是面向工程设计的中小功率柴油机燃烧系统优化设计方法
。

技术介绍

[0002]当前，市场对于柴油机的动力性
、
经济性以及排放特性提出了更高的要求，其中中小功率柴油机因其需求量大
、
应用范围广，导致具备更高动力性
、
经济性以及排放特性的中小功率柴油机具备广阔市场，而提高动力性
、
经济性以及排放特性的重点便是燃烧系统优化设计
。
[0003]然而，相对于广阔的市场前景，在工程设计领域，仍缺乏系统
、
高效的中小功率柴油机燃烧系统的优化设计方法
。
例如：
[0004]CN115324721A
公开了一种燃烧系统及其优化设计方法，优化设计方法包括：分别定义进气道
、
预燃室及燃烧室；选择进气道的进气模式，调节进气道的进气流至预设进气量，并调节进气流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面向工程设计的柴油机燃烧系统优化设计方法，所述燃烧系统包括燃烧室
、
与所述燃烧室连接的进气道以及与所述燃烧室连接的喷油嘴，其特征在于，所述优化设计方法包括：
(1)
建立一维热力学仿真模型，导入燃烧室关键参数
、
进气道关键参数
、
喷油系统关键参数，仿真分析该参数下的动力性
、
经济性
、
排放特性；若不满足燃烧系统设计目标，则通过修改燃烧室关键参数
、
进气道关键参数
、
喷油系统关键参数进行优化设计，并重新仿真分析；若满足燃烧系统设计目标，则记录最优燃烧室关键参数
、
进气道关键参数
、
喷油系统关键参数的范围；所述燃烧室关键参数包括压缩比
、
冲程和缸径；所述进气道关键参数包括进气道长度和直径；所述喷油系统关键参数包括喷孔数和喷孔直径；
(2)
在开展一维热力学仿真分析的同时，开展三维热力学仿真分析，依据一维热力学仿真分析的结果为三维热力学仿真分析提供边界条件，以一维热力学仿真分析得到的燃烧室
、
进气道
、
喷油系统最优关键参数范围设计燃烧室
、
进气道
、
喷油嘴三维模型；设计燃烧室时，所述中小功率柴油机选用缩口型
ω
型燃烧室，依据燃烧系统目标参数中的燃油喷雾分布
、
混合气形成
、
燃烧过程及排放需求调整燃烧室结构参数中的：
a)
喉口直径，
b)
最大直径，
c)
活塞顶部距缸盖的距离，
d)
燃烧室深度，
e)
燃烧室中心最高点距离活塞顶的高度；进而影响燃烧室结构参数中的口径比
、
缩口率
、
压缩比以及
R
系数；所述口径比定义为喉口直径与气缸直径的比值，所述缩口率定义为喉口直径与最大直径的比值，所述压缩比定义为活塞下止点燃烧室容积与活塞上止点燃烧室容积之比，所述
R
系数为燃烧室容积与压缩容积之比，所述压缩容积为活塞运行到上止点极限位置时活塞顶与气缸盖之间的间隙；
(3)
设计喷油系统时，首先根据所需喷油量区间，在可选择的范围内调整喷油压力大小与喷油持续期时间，综合喷油压力与喷油持续期的既定条件设计喷油孔径及喷孔数量，使之满足目标喷油量区间；再依据燃烧室形状确定理想的相对燃烧室空间的喷射位置范围；最后调整喷射夹角使得配合设定喷油持续期产生的相对燃烧室空间喷射位置符合要求；
(4)
设计进气道时，首先关注单个螺旋气道进气性能，利用
θ
和
K
两项结构参数制定可用的单个气道形态方案并计算出该气道的涡流比
、
流量系数和体积，结合燃烧系统的目标涡流比
、
目标流量系数
、
目标进气阻力与气道可用排布空间进行综合分析，最终决定多气门气道组合方式与空间排布；所述
θ
参数为气道直流段导向部分与螺旋段入口过渡位置处曲线末端切向矢量与气道入口法线方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷基林，孙昉昊，邓晰文，杨海翔，贾德文，邓伟，宋国富，何超，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：